Oksygenet som finnes på jorda er dannet gjennom fotosyntese.

Fotosyntesen var det noen bittesmå organismer, cyanobakterier, som fant på. Vi kan takke dem for vår eksistens.

Cyanobakteriene kalles også blågrønnbakterier - men finnes i flere farger. De ble til for milliarder av år siden, selv om jorda var ganske ubeboelig.

Så de begynte å produsere oksygen. Men én ting har forskere stusset på: Det ser ut til å ha gått veldig sakte i begynnelsen.

Fra fotosyntesen ble til gikk det omtrent tre hundre millioner år før det ekspertene kaller oksygenkatastrofen. Da hadde det blitt nok oksygen på jorda til å kraftig endre livet på jorda.

– Vi skjønner ikke helt hvorfor det tok så lang tid eller hva som kontrollerte prosessen med å få oksygen på jorda, sier Judith Klatt i en pressemelding.

Hun er forsker ved Max Planck Institute for Marine Microbiology i Tyskland, og hovedforsker bak en ny studie publisert i tidsskriftet Nature.

Hun studerte cyanobakterier på bunnen av Lake Huron i Michigan. Ikke først og fremst blågrønne, men en lilla variant.

Der lever de under forhold som ligner på dem som fantes under jordens ungdomsår. Det finnes veldig lite oksygen der.

– Og da fikk jeg en idé, sier hun.

Bytter på plassen

Teorien som hun og kollegaene fra Tyskland og USA kommer med i studien går ut på at cyanobakterier er morgengretne.

Om natten og på morgenkvisten er den lilla cyanobakterien dekket av en annen bakterie som ikke lever av oksygen, men av svovel. Disse to organismene er blant få som lever der nede på innsjøens dyp.

De bor sammen i bunnlaget i innsjøen. Og de bytter på plassen.

Om natten og fram til soloppgang er det de som lager oksygen som er nederst.

Men så kommer sola, og de lilla cyanobakteriene bytter plass med de hvite svovelbakteriene. Da får de lys på seg, og kan de endelig starte med fotosyntesen. Sollyset blir brukt for å lage energi, og oksygenet er et slags biprodukt.

Trege bakterier

– Cyanobakteriene er trege om morgenen snarere enn morgenfugler, virker det som, forklarer Klatt.

Det tok nemlig flere timer før de var ordentlig i gang. Fotosyntesen deres er derfor begrenset til noen få timer daglig.

Brian Arbic, som er kollegaen til Judith Klatt, begynte å spinne på en interessant teori.

Kortere dag = mindre oksygen?

– Kan dette bety at forandring i lengden på dagen har påvirket fotosyntesen gjennom jordens historie? spurte han.

Et døgn har nemlig ikke vært det samme for alltid.

I jordens ungdomsår roterte kloden mye kjappere. Det gjorde også døgnene kortere. Kanskje bare seks timer på det korteste.

Det betyr at de trege bakteriene knapt rakk å komme igang med dagens oksygenproduksjon før det var kveld.

Og det tror forskerne bak studien er svaret på at oksygenproduksjonen gikk så sakte i starten. Og motsatt: at den gikk kjappere når døgnene ble lengre.

Forskerne skriver i studien sin at de er usikre på hvor stor effekten faktisk var. Blant annet fordi man ikke har klare svar på hvor fort jorda begynte å rotere saktere.

Men de tror at endringer i jordens rotasjonshastighet har vært nok til å trigge hendelser som oksygenkatastrofen for 2,4 milliarder år siden.

Flere teorier

Bakterier som er trege med å komme i gang om morgenen er imidlertid ikke den eneste teorien. På ung.forskning.no hadde vi i mai en artikkel om en annen.

• Les også: Hvorfor tok det så lang tid før det ble oksygen på jorda?

Den gikk ut på at alt oksygenet som ble produsert i begynnelsen, festet seg til jern. Det skal ha ført til at det rett og slett ble brukt opp.

Forskerne i Nature-studien mener på sin side at det er en klar sammenheng mellom hastigheten på klodens rotasjon og oksygennivåene i lufta.

Uansett om sannheten ligger i én av disse teoriene eller en kombinasjon: Oksygen forandret kloden voldsomt. Ikke til det bedre for alle.

Oksygen førte kaos og død med seg

– Det var skikkelig kaos. Jorda prøvde å finne en ny balanse med oksygen, sa forsker ved Norges geologiske undersøkelse Aivo Lepland til ung.forskning.no.

For flere små organismer var det en katastrofe.

– Mange klarte nok ikke å overleve fordi oksygen var en gift for dem.

Uansett ga det muligheter for nye livsformer, det vil si nesten alt som lever i dag og mer til.

Referanse:

Klatt, J. M., m. fl. (2021). Possible link between Earth’s rotation rate and oxygenation. Nature Geoscience.